【正文】 1/3 焦煤為主，無(wú)煙煤、貧煤、弱粘結(jié)煤和氣煤等次之。各層煤的牌號(hào)分布與煤的原始質(zhì)料及其 轉(zhuǎn)變、聚積環(huán)境 ， 及后期變質(zhì)因素有關(guān)。 根據(jù)大量煤的工業(yè)分析，結(jié)焦性試驗(yàn)，本區(qū)內(nèi)極大部分煤的揮發(fā)分均小于15%， 角質(zhì) 層為零。根據(jù)上述主要煤質(zhì)指數(shù)，本區(qū)內(nèi)的煤可作為工業(yè)用煤和煉焦。 ： 各個(gè)煤層灰份 基本一致， 但 勘探 煤樣灰份均偏 高。其原因， 勘探煤樣 包括夾石，而鉆探煤樣剔除 ，因此灰份偏低。 ： 基本相同。 質(zhì)層厚度 ： 勘探 煤樣 偏低，勘探 為 1～ 2m，包括部分中深部鉆孔，而 15 勘探 多在－ 200m以上。 ： 因勘探煤樣灰份低，因此發(fā)熱量 較 高。 勘探程度及可靠性 小恒山 礦井田范圍內(nèi)勘探網(wǎng)度在 400m 500m— 500m 500m 米，勘探已經(jīng)達(dá)到精查程度，勘探鉆探甲 、 乙級(jí)孔率為 %，煤層甲、乙級(jí)點(diǎn)率為 %，物探甲、乙級(jí)孔率和煤層層點(diǎn)率均為 100%。經(jīng)過(guò)綜合評(píng)定，本區(qū)勘探類型為二類二型中等。 16 1/3焦煤，　 r= 下上統(tǒng)系羅羅侏侏界生中統(tǒng)系界地層系統(tǒng)柱　壯6 A23 煤層號(hào)煤層(m)地層厚(m)1/3焦 煤，　r=1/3焦煤， 　r=粉砂巖灰頁(yè)巖灰頁(yè)巖細(xì)砂巖，粉砂巖夾中砂巖細(xì)砂巖中砂巖，細(xì)砂巖粉砂巖夾粗砂巖粉砂巖夾粗砂巖細(xì)中砂巖黑灰色粉砂泥質(zhì)砂巖中砂巖，深灰色細(xì)砂巖1/3焦煤，　 r=粉砂巖巖　性　描　述 上圖 12 煤系地層綜合柱狀圖 17 第 2 章 井田境界 儲(chǔ)量 服務(wù)年限 井田境界 井田周邊狀況 小恒山礦井井田地處 黑龍江省 雞西市恒山區(qū)境內(nèi)。 東部與 二道河子礦 交界，西部與恒山礦相 鄰， 在 雞西 煤田 西南 緣 的小恒山村境 內(nèi)，距 雞西 市 30km， 交通方便， 向 北有 林 — 密 鐵路 ，最近車站為雞西站 ，鐵路經(jīng)由 雞西 至 牡丹江 可通往全國(guó)各地，公路可通往 密山，雞西和牡丹江。 根據(jù)小恒山礦區(qū)的實(shí)際情況，小恒山井田境界確定為 東經(jīng) 130176。 42′ 20″— 130176。 51′ 31″ ，北緯 45176。 18′ 42″ — 45176。 22′ 16″。 井田境界確定的依據(jù) 、地質(zhì)條件作為劃分井田境界的依據(jù)； 2. 井田范圍的劃分要為礦井發(fā)展留有空間； ，以利于機(jī)械化程度的不斷提高； 筒位置，合理安排地面生產(chǎn)系統(tǒng)和各建筑物。 井田的未來(lái)發(fā)展情況 由于目前的勘探水平和技術(shù)水平還不能說(shuō)是最先進(jìn)的，所以隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平全面的提高，可能在該井田的更深部發(fā)現(xiàn)更多可采煤層。 井田儲(chǔ)量 井田儲(chǔ)量的計(jì)算 小恒山井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層有四層，分別為 3上、 3下、 6A 和 23。各煤層儲(chǔ)量計(jì)算邊界與井田境界基本一致。礦井儲(chǔ)量是指礦井內(nèi)所埋藏的具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開(kāi)采技術(shù)條件。礦井儲(chǔ)量 可分為礦井地質(zhì)儲(chǔ)量、礦井工業(yè)儲(chǔ)量和礦井可采儲(chǔ)量。 礦井工業(yè)儲(chǔ)量是指平衡表內(nèi) A+B+C 級(jí)儲(chǔ)量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲(chǔ)量是指礦井工業(yè)儲(chǔ)量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的永久煤柱損失量后的儲(chǔ)量。礦井可采儲(chǔ)量是指礦井設(shè) 18 計(jì)儲(chǔ)量減去相應(yīng)保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲(chǔ)量。 保安煤柱 保護(hù)煤柱的留設(shè)參照如下原則： ； ； ，應(yīng)該根據(jù)基巖移動(dòng)角求得垂直與受護(hù)邊界方向的上山方向移動(dòng)角和下山方向移動(dòng)角，然后再確定保 護(hù)煤柱； ，用途，煤層賦存條件和地形特點(diǎn)留設(shè)。 本設(shè)計(jì)礦井依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，留設(shè)保安煤柱如下： （ 1）邊界斷層留設(shè) 30m 保安煤柱； （ 2）井田內(nèi)部斷層留設(shè) 30m 保安煤柱； （ 3）河流兩側(cè)各留設(shè) 30m 保安煤柱； （ 4）地面建筑物留設(shè) 30m 保安煤柱； （ 5）煤層大巷兩側(cè)各留設(shè) 50m 保安煤柱。 按以上方法計(jì)算得：工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失 ； 斷層、地面、邊界、巷道保安煤柱損失： ； 總損失量： ； 損失率： %。 儲(chǔ) 量計(jì)算方法 計(jì)算公式：地段儲(chǔ)量 =地段面積地段平均厚度視密度 /平均角余弦 根據(jù)儲(chǔ)量圖，通過(guò)地段等高線計(jì)算本井田工業(yè)儲(chǔ)量為 。 各煤層工業(yè)儲(chǔ)量見(jiàn)（表 21）煤層可采儲(chǔ)量總表。 計(jì)算公式如下： Z =(Ｚ cP) C 式中： Z— 可采儲(chǔ)量， Mt； Ｚ c— 工業(yè)儲(chǔ)量， Mt； P— 永久煤柱損失， Mt； C— 采區(qū)回采率， %。 得： Ｚ =（ ） 81%= 19 回采要求：中厚煤層不應(yīng)小于 80%，薄煤層不應(yīng)小于 85%。 表 21煤層可采儲(chǔ)量計(jì)算總表 序號(hào) 煤層號(hào) A+B+C /Mt 工業(yè)儲(chǔ)量 /Mt 損失量 /Mt 設(shè)計(jì)采出率 可采儲(chǔ)量 /Mt 1 3上 81% 2 3下 81% 3 6A 81% 4 23 81% 總計(jì) 儲(chǔ)量計(jì)算的評(píng)價(jià) 通過(guò)各項(xiàng)充分的計(jì)算，得到上述精確結(jié)論 ，各類儲(chǔ)量計(jì)算過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。但由于目前技術(shù)水平的限制，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際儲(chǔ)量可能存在一定的誤差。 礦井工作制度 生產(chǎn)能力 服務(wù)年限 礦井工作制度 本設(shè)計(jì)礦井年工作日確定為 330d，礦井每日凈提升時(shí)間為 16h，采用“三八 ” 工作制度 ,其中兩班半進(jìn)行采、掘工作，半班進(jìn)行檢修。 礦井生產(chǎn)能力的確定 礦井生產(chǎn)能力的大小主要根據(jù)井田儲(chǔ)量、煤層賦存狀況和地質(zhì)條件等情況來(lái)確定，還應(yīng)考慮到當(dāng)前及今后市場(chǎng)的需煤量。根據(jù)該井田的實(shí)際情況，初步擬定了三種礦井年生產(chǎn)能力的確定方 案，具體如下： 方案 A： ； 方案 B： ； 方案 C： ； 三種方案，具體選擇哪一種，還應(yīng)該根據(jù)礦井的服務(wù)年限來(lái)決定。 20 礦井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限計(jì)算公式如下： T=Z /(A k) 式中： T— 礦井服務(wù)年限， a； Z— 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量， Mt； A— 礦井生產(chǎn)能力， Mt/a； k— 礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)， k=～ 。根據(jù)本礦井實(shí)際情況，取 k=。 依據(jù)以上擬定的礦井生產(chǎn)能力，服務(wù)年限的確定現(xiàn)提出三種方案，具體如下： 方案 1： A= k = = 方案 2： A= k= =64a 方案 3： A= k= = 參照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，方案 2 較為合理，即：礦井生產(chǎn)能力為 ；礦井服務(wù)年限為 64a。 21 第 3 章 井田開(kāi)拓 概述 井田內(nèi)外及附近生產(chǎn)礦井開(kāi)拓方式概述 小恒山井田附近 有新礦采用立井開(kāi)拓 ，三水平開(kāi)采，一水平在 50m 標(biāo)高。恒山礦采用立井開(kāi)拓，兩水平開(kāi)采，一水平在 50m 標(biāo)高。二道河子礦采用立井兩水平開(kāi)采，一水平在 100m 標(biāo)高。 影響本設(shè)計(jì)礦井開(kāi)拓方式的原因及其具體情況 井田開(kāi)拓方式的選擇應(yīng)全面考慮各種因素，主要因素包括： ； ； ； ； ； 。 通過(guò)對(duì)以上各種因素的綜合研究，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化和多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。影 響本設(shè)計(jì)井田開(kāi)拓方式的具體因素如下： （ 1）地表因素 本井田范圍內(nèi)無(wú)山脈溝壑，屬平原地帶，平均地表標(biāo)高 +150m，區(qū)內(nèi)無(wú)河流。 （ 2）煤層賦存情況 小恒山煤礦整個(gè)井田的煤層上部標(biāo)高在 +150 m，下部標(biāo)高在 700m，東部以F1斷層為界 ,西部以 F5斷層為界。整個(gè)礦區(qū)共有可采煤層四層，即 3上、 3下、6A 和 23， 全區(qū)發(fā)育。煤層走向長(zhǎng)度為 4400m，傾向長(zhǎng)度 5000m。本井田煤層屬緩傾斜中厚煤層，平均傾角在 11176。左右。 礦井開(kāi)拓方案的選擇 井硐形式和井口位置 根據(jù)小恒山井田煤層賦存情況，不具備平硐開(kāi)拓的條件，所以直接否定。 22 現(xiàn)依據(jù)小恒山井田的地形、地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存等因素，提出以下三種方案，具體情況如下（見(jiàn)圖 3— 1）。 方案 1— 雙立井開(kāi)拓； 方案 2— 雙斜井開(kāi)拓； 方案 3— 主斜井副立井綜合開(kāi)拓。 以上三種井筒開(kāi)拓方案技術(shù)比較如下： （ 1）雙立井開(kāi)拓 優(yōu)點(diǎn)： ①立井的井筒短，提升速度快，提升能力大； ②機(jī)械化程度高，易于自動(dòng)控制； ③井筒為圓形斷面，結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好，管線短，人員升降速度快。 缺點(diǎn)：與斜井優(yōu)點(diǎn)相反。 適用條件：立井開(kāi)拓的適應(yīng) 性很強(qiáng)，一般不受煤層傾角、煤層厚度、瓦斯和水文等自然條件限制，適用于煤層賦存深度較深，含水地層厚度較厚。 技術(shù)評(píng)價(jià)：本井田煤層賦存深度最深 700m 標(biāo)高，煤層平均傾角 11186。，最大垂直高度 850m,滿足采用雙立井開(kāi)拓的條件，故此方案在技術(shù)上可行，可以采用雙立井開(kāi)拓。 （ 2）雙斜井開(kāi)拓 優(yōu)點(diǎn)： ①井筒掘進(jìn)技術(shù)和施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快； ②容易實(shí)現(xiàn)多水平生產(chǎn)，帶式輸送機(jī)提升 ,增產(chǎn)潛力大，不需要大型提升設(shè)備。 ③井筒裝備和地面建筑物少； 缺點(diǎn)： ①在相同的自然條件下，斜井要比立井長(zhǎng)得多； ②沿井筒敷設(shè)管路 、電纜所需的管線長(zhǎng)度較大； ③通風(fēng)風(fēng)路長(zhǎng)，不適合瓦斯涌出量較大的大型礦井； ④當(dāng)表土為富含水的沖積層或流砂層時(shí) ,斜井井筒掘進(jìn)技術(shù)復(fù)雜 ,有時(shí)難以通過(guò)； ⑤采用絞車提升，提升速度低，能力小，動(dòng)力消耗大，提升費(fèi)用高，絞車提升轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)多，系統(tǒng)復(fù)雜，更多的占用設(shè)備和人力，使工人的勞動(dòng)強(qiáng)度加大 ； 23 ⑥斜井井筒斷面小，通風(fēng)阻力過(guò)大。 適用條件 ：井筒不需要特殊方法施工的緩傾斜及傾斜煤層及煤層賦存深度較淺，含水地層厚度較少，表土層不厚、水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層。 技術(shù)評(píng)價(jià)：本井田采用兩水平開(kāi)采，一水平設(shè)在 60m 水平標(biāo)高，根據(jù)煤層的賦存情況，雙斜井開(kāi)拓方案在技術(shù)上可行，可以采用雙斜井開(kāi)拓。 (3)主斜井副立井開(kāi)拓 優(yōu)點(diǎn)：兼有斜井和立井的優(yōu)點(diǎn)，主井采用斜井開(kāi)拓，井筒施工簡(jiǎn)單，掘進(jìn)速度快，費(fèi)用低。副井采用立井開(kāi)拓，井筒容易維護(hù)，有效斷面大，有利于通風(fēng)，提升速度快。 缺點(diǎn)：如果井口相近，則井底相距較遠(yuǎn)，井底車場(chǎng)布置，井下的聯(lián)系就不太方便，如井底相近，由井口相距較遠(yuǎn)，地面工業(yè)建筑物就比較分散，生產(chǎn)調(diào)度及聯(lián)系不方便，占地面積大，相應(yīng)地增加了煤柱損失。 技術(shù)評(píng)價(jià)：根據(jù)小恒山煤礦的實(shí)際情況，主斜井副立井開(kāi)拓方案在技術(shù)上不合理 ,不 能采用主斜井副立井開(kāi)拓方案。 具體開(kāi)拓方案及經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)井硐開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較 (見(jiàn)表 31)井硐開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較表和 (圖 31)井硐開(kāi)拓方案示意圖。 表 31 井硐開(kāi)拓方案經(jīng)濟(jì)比較表 方案 項(xiàng)目 方案１ 方案２ 基建費(fèi) /萬(wàn)元 立井開(kāi)鑿 石門開(kāi)鑿 井底車場(chǎng) 2 210 =126 800 =64 1000 =90 斜井開(kāi)鑿 石門開(kāi)鑿 井底車場(chǎng) 750 2=165 300 =64 800 =72 生產(chǎn)費(fèi) /萬(wàn)元 立井提升 石門運(yùn)輸 = = 斜井提升 石門運(yùn)輸 = = 總計(jì) 費(fèi)用 /萬(wàn)元 費(fèi)用 /萬(wàn)元 24 方案一 方案二 方案三 圖 31 井硐開(kāi)拓方案示意圖 經(jīng)比較得出：本設(shè)計(jì)礦井最終采用雙立井開(kāi)拓方案。 井口位置的選擇主要存在以下條件限制。 （ 1）井下條件 25 ①井筒與井底車場(chǎng)及主要運(yùn)輸大 巷位置應(yīng)布置在井田走向中央或靠進(jìn)中央位置，使井田兩翼可采儲(chǔ)量基本平衡，使走向運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸費(fèi)用降低，避免井筒偏于一側(cè)，形成單翼生產(chǎn)的不利局面?？紤]合理的上、下山長(zhǎng)度，井筒與運(yùn)輸大巷靠近，與井底車場(chǎng)形成一體，盡量減少各水平石門工程量的同時(shí)，應(yīng)首先考慮第一水平的開(kāi)采，兼顧其它水平； ②選擇開(kāi)拓方式和井口位置時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮初期移交達(dá)產(chǎn)采區(qū)的位置及其接續(xù)問(wèn)題。初期達(dá)產(chǎn)采區(qū)應(yīng)選擇在煤層儲(chǔ)量豐富、地質(zhì)和水文條件比較好的地區(qū)，這樣有利于迅速達(dá)產(chǎn)和增產(chǎn)。達(dá)到基建工程量少、貫通連鎖工程短、前期投資少，建井工期短的最佳效果； ③有條件時(shí)可將工業(yè)廣場(chǎng)布置在無(wú)煤帶和煤層無(wú)開(kāi)采價(jià)值的地帶。盡量減少工業(yè)場(chǎng)地煤柱數(shù)量； ④井筒應(yīng)盡量不穿地質(zhì)及水文復(fù)雜的地層和地段。盡量將井底車場(chǎng)置于條件好的穩(wěn)定巖層中。 （ 2）地面條件 ①井筒應(yīng)建在比較平坦的地方，減少土石方工程量； ②工業(yè)場(chǎng)地要盡量不占良田； ③井口要避開(kāi)地面滑坡和泥石流等危險(xiǎn)地區(qū)； ④井口位置必須滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)； ⑤工業(yè)場(chǎng)地位置必須符合環(huán)境保護(hù)的要求； ⑥井口位置要適應(yīng)礦區(qū)交通運(yùn)輸、供電、水源、居住區(qū)及輔助企業(yè)等布局，形成有利于生產(chǎn)，方便于生活的局面。 在本設(shè)計(jì)井田中，